Наука - это систематический и логичный подход к исследованию того, как работают вещи во вселенной. Это также совокупность знаний, накопленных благодаря открытиям обо всех вещах во вселенной.
Слово «наука» происходит от латинского слова Scientia, согласно знаниям, основанным на наглядных и воспроизводимых данных, согласно словарю Merriam-Webster. В соответствии с этим определением наука стремится к измеримым результатам посредством тестирования и анализа. Наука основана на фактах, а не на мнениях или предпочтениях. Научный процесс призван оспаривать идеи посредством исследований. По мнению Калифорнийского университета, одним из важных аспектов научного процесса является то, что он ориентирован только на мир природы. Все, что считается сверхъестественным, не вписывается в определение науки.
Научный метод
При проведении исследований ученые используют научный метод для сбора измеримых, эмпирических данных в эксперименте, связанном с гипотезой (часто в форме утверждения «если / тогда»), результаты которой направлены на поддержку или противоречие теории.
«Как полевой биолог, моя любимая часть научного метода - сбор данных в полевых условиях», - сказал в прямом эфире Live Science профессор биологии из колледжа Мальборо Хайме Таннер. «Но что действительно доставляет удовольствие, так это знание того, что вы пытаетесь ответить на интересный вопрос. Поэтому первый шаг в определении вопросов и создании возможных ответов (гипотез) также очень важен и представляет собой творческий процесс. Затем, как только вы соберете данные, вы проанализируйте его, чтобы увидеть, поддерживается ваша гипотеза или нет. "
Шаги научного метода идут примерно так:
- Сделайте наблюдение или наблюдения.
- Задавайте вопросы о наблюдениях и собирайте информацию.
- Сформируйте гипотезу - предварительное описание того, что наблюдалось, и сделайте прогнозы, основанные на этой гипотезе.
- Проверьте гипотезу и предсказания в эксперименте, который можно воспроизвести.
- Анализировать данные и делать выводы; принять или отклонить гипотезу или изменить гипотезу, если это необходимо.
- Воспроизведите эксперимент до тех пор, пока между наблюдениями и теорией не возникнет расхождений. «Воспроизведение методов и результатов - мой любимый шаг в научном методе», - сказал в интервью Live Science Моше Прицкер, бывший научный сотрудник Гарвардской медицинской школы и генеральный директор JoVE. «Воспроизводимость опубликованных экспериментов является фундаментом науки. Нет воспроизводимости - нет науки».
Некоторые ключевые основы научного метода:
- Согласно Государственному университету Северной Каролины, эта гипотеза должна быть проверяемой и фальсифицируемой. Фальсифицируемый означает, что должен быть возможный отрицательный ответ на гипотезу.
- Исследования должны включать дедуктивное мышление и индуктивное мышление. Дедуктивное мышление - это процесс использования истинных предпосылок для достижения логического истинного заключения, в то время как индуктивное мышление использует противоположный подход.
- Эксперимент должен включать в себя зависимую переменную (которая не изменяется) и независимую переменную (которая действительно изменяется).
- Эксперимент должен включать экспериментальную группу и контрольную группу. Контрольная группа - это то, с чем сравнивают экспериментальную группу.
Научные теории и законы
Научный метод и наука в целом могут быть разочаровывающими. Теория почти никогда не доказана, хотя некоторые теории становятся научными законами. Одним из примеров могут быть законы сохранения энергии, что является первым законом термодинамики. Доктор Линда Боланд, нейробиолог и заведующая кафедрой биологии в университете Ричмонда, штат Вирджиния, сказала Live Science, что это ее любимый научный закон. «Это то, что ведет большую часть моих исследований электрической активности клеток, и в нем говорится, что энергия не может быть ни создана, ни разрушена, а только изменена по форме. Этот закон постоянно напоминает мне о многих формах энергии», - сказала она.
Закон просто описывает наблюдаемое явление, но не объясняет, почему это явление существует или что его вызывает. «В науке законы - это отправная точка», - сказал Питер Коппингер, доцент кафедры биологии и биомедицинской инженерии в Технологическом институте Роуз-Халмана. «Оттуда ученые могут задать вопросы:« Почему и как? »
Законы, как правило, считаются без исключения, хотя некоторые законы были изменены с течением времени после того, как дальнейшее тестирование выявило расхождения. Это не значит, что теории не имеют смысла. Чтобы гипотеза стала теорией, необходимо провести тщательное тестирование, как правило, по нескольким дисциплинам отдельными группами ученых. Сказать что-то - это «просто теория» - это термин непрофессионала, который не имеет отношения к науке. Для большинства людей теория является догадкой. В науке теория является основой для наблюдений и фактов, сказал Тэннер в интервью Live Science.
Некоторые из вещей, которые мы считаем само собой разумеющимся сегодня, были придуманы исключительно умом, другие совершенно случайно. Но сколько вы знаете о происхождении вещей? Здесь мы изобрели викторину о 15 самых полезных изобретениях в мире из клеев
Викторина: величайшие изобретения в мире
Краткая история науки
Самое раннее свидетельство науки может быть найдено в доисторические времена, такие как открытие огня, изобретение колеса и развитие письма. Ранние планшеты содержат цифры и информацию о Солнечной системе. Однако со временем наука стала более научной.
1200sРоберт Гроссетесте разработал основу для правильных методов современного научного экспериментирования, согласно Стэнфордской энциклопедии философии. Его работы включали принцип, что расследование должно основываться на измеримых доказательствах, которые подтверждаются тестированием.
1400SЛеонардо да Винчи начал свои записные книжки в поисках доказательств того, что человеческое тело является микрокосмическим. Художник, ученый и математик также собрал информацию об оптике и гидродинамике.
1500sНиколай Коперник развил понимание солнечной системы своим открытием гелиоцентризма. Это модель, в которой Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, которое является центром Солнечной системы.
1600SЙоханнес Кеплер опирался на эти наблюдения своими законами движения планет. Галилео Галлилей усовершенствовал новое изобретение - телескоп и использовал его для изучения Солнца и планет. 1600-е годы также увидели успехи в изучении физики, когда Исаак Ньютон разработал свои законы движения.
1700-е годыБенджамин Франклин обнаружил, что молния электрическая. Он также внес вклад в изучение океанографии и метеорологии. Понимание химии также развивалось в течение этого столетия, когда Антуан Лавуазье, получивший название отца современной химии, разработал закон сохранения массы.
1800-х годовВехи включали в себя открытия Алессандро Вольта, касающиеся электрохимических рядов, которые привели к изобретению батареи. Джон Далтон также представил атомную теорию, в которой говорилось, что все вещество состоит из атомов, которые объединяются в молекулы. Основу современного изучения генетики выдвинул Грегор Мендель, обнародовавший свои законы наследования. Позже в столетии Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи, в то время как закон Джорджа Ома дал основу для понимания того, как использовать электрические заряды.
1900-х годовОткрытия Альберта Эйнштейна, который наиболее известен своей теорией относительности, доминировали в начале 20-го века. Теория относительности Эйнштейна - фактически две отдельные теории. Его специальная теория относительности, которую он изложил в статье 1905 года «Электродинамика движущихся тел», пришла к выводу, что время должно изменяться в соответствии со скоростью движущегося объекта относительно системы отсчета наблюдателя. Его вторая теория общей теории относительности, которую он опубликовал как «Основание общей теории относительности», выдвинула идею о том, что материя заставляет пространство искривляться.
Медицина навсегда изменилась с разработкой вакцины против полиомиелита в 1952 году Йонасом Солком. В следующем году Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК, которая представляет собой двойную спираль, образованную парами оснований, прикрепленными к сахарофосфатному остову, по данным Национальной медицинской библиотеки США.
2000-е годы: 21-й век завершил первый проект генома человека, что привело к большему пониманию ДНК. Это продвинуло изучение генетики, ее роли в биологии человека и ее использования в качестве предиктора болезней и других расстройств.
